(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッド側の主材と、シリンダブロック側の主材と、該シリンダヘッド側の主材とシリンダブロック側の主材間に挟まれる中材とからなり、
該中材は、第１中材と、該第１中材からは分離した別部材の第２中材とからなり、
第１中材はシリンダ孔を所定の幅で囲繞するシリンダ孔周縁部分と、該シリンダ孔周縁部分の外周部より外側へ突出する係止片とを有し、該シリンダ孔周縁部分にシリンダ孔を囲むビードが形成された、該シリンダ孔の各々に分離して配置されるか、又は該シリンダ孔間で連結した一体形状の金属板であり、シリンダヘッド側の主材又はシリンダブロック側の主材のいずれか一方に係止されており、該係止は、いずれかの主材に形成された係止孔に、該係止片を入れ込み、折り曲げて掛り止めしたものであり、
第２中材は該第１中材の外側に配置されると共に、該第１中材の該係止片の外側に配置されるオイル孔及びボルト孔を有する金属板であり、該第１中材の板厚は、該第２中材の板厚より大であることを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
【請求項２】
シリンダヘッド側の主材は、１枚であるか、又は２枚以上が積層されたものであることを特徴とする請求項１記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項３】
シリンダブロック側の主材は、１枚であるか、又は２枚以上が積層されたものであることを特徴とする請求項１又は２記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項４】
該第１中材の厚みは、該第２中材の厚みより０．０７ｍｍ以上大であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項５】
該第１中材は、該シリンダ孔周縁部分にシリンダ孔を囲むビードが形成された金属板を複数枚重ね合わせたものであり、該複数枚の板厚の合計の厚みは、該第２中材の厚みより０．０７ｍｍ大であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項６】
該第２中材は、シリンダヘッド側の主材又はシリンダブロック側の主材のいずれか一方に係止されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項７】
シリンダヘッド側の主材又はシリンダブロック側の主材は、いずれも鋼板の両面又は片面にゴム材を形成した複合材であり、シリンダ孔を囲むビードを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のシリンダヘッドガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等のエンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介挿されるシリンダヘッドガスケットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンの低燃費化と出力増大化のため、燃焼室内は温度と内圧が上昇する傾向にある。すなわち、エンジンの最高爆発圧力が上昇傾向にある一方で、エンジンの軽量化に伴い、その機械的強度が低下する傾向にある。その結果、シリンダ内爆発時において、シリンダヘッドのリフトが大きくなり、そのリフトに対するシリンダヘッドガスケットの追従性が求められている。シリンダヘッドのリフトに対するシリンダヘッドガスケットの追従性が低下すると、シール漏れが発生する。また、シリンダヘッドのリフトをガスケット側から抑制することも求められている。
【０００３】
これを解決するものとして、シリンダ孔周縁部分のガスケットの厚みを他の部分の厚みより大きくして、シリンダ孔周縁部分の単位面積当たりの締め付け力を増大させることにより、シール性を高め、リフト量を抑制する方法が知られている。
【０００４】
特開平８−２８５０８０号公報には、弾性金属板を素材とする単板型シリンダヘッドガスケットにおいて、各シリンダーボア周縁部分を適当な幅で囲繞する金属板を所定の形状に形成し、このシリンダーボア周縁部分を除くガスケット残部を、シリンダーボア周縁部分より厚さが薄く、かつ硬度の高い金属板を素材として形成し、このガスケット残部と前記シリンダーボア周縁部分を嵌合して、その嵌合部をレーザー溶接することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２８５０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特開平８−２８５０８０号公報は、ガスケット残部とシリンダーボア周縁部分の嵌合をレーザー溶接で行なっているため、ガスケット残部の厚みを余り小さくできず、実施例ではせいぜい０．２ｍｍであり、シリンダーボア周縁部分の板厚と差は０．０５ｍｍである。単板型ガスケットで且つこのような厚み差では、近年のシリンダヘッドの大きなリフトに対するシリンダヘッドガスケットの追従性は十分とは言えない。また、一方で、軽量化を図る一環でガスケットを構成する材料を減らすことも求められている。従って、シリンダヘッドのリフトに対する追従性に優れ、更にシリンダヘッドのリフト量をガスケット側から抑制することができ且つ使用材料を低減できるシリンダヘッドガスケットの開発が望まれていた。
【０００７】
すなわち、本発明は、シリンダヘッドのリフトに対する追従性に優れ、シリンダヘッドのリフトをガスケット側から抑制することができ且つ使用材料を低減できるシリンダヘッドガスケットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる実情において、本発明者は鋭意検討を行った結果、両側の主材間に挟まれる中材を、シリンダ孔を所定の幅で囲繞するシリンダ孔周縁部分を有する金属板（第１中材）と、該第１中材より外側に配置されるオイル孔及びボルト孔を有する金属板（第２中材）とし、第１中材と第２中材とは分離した別個の部材とすれば、第１中材の板厚を第２中材の板厚より大きく採れるため、リフトに対する追従性に優れ、シリンダヘッドのリフトをガスケット側から抑制することができ且つ使用材料を低減できるガスケットが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、シリンダヘッド側の主材と、シリンダブロック側の主材と、該シリンダヘッド側の主材とシリンダブロック側の主材間に挟まれる中材とからなり、該中材は、第１中材と、該第１中材からは分離した別部材の第２中材とからなり、第１中材はシリンダ孔を所定の幅で囲繞するシリンダ孔周縁部分と、該シリンダ孔周縁部分の外周部より外側へ突出する係止片とを有し、該シリンダ孔周縁部分にシリンダ孔を囲むビードが形成された、該シリンダ孔の各々に分離して配置されるか、又は該シリンダ孔間で連結した一体形状の金属板であり、シリンダヘッド側の主材又はシリンダブロック側の主材のいずれか一方に係止されており、該係止は、いずれかの主材に形成された係止孔に、該係止片を入れ込み、折り曲げて掛り止めしたものであり、第２中材は該第１中材の外側に配置されると共に、該第１中材の該係止片の外側に配置されるオイル孔及びボルト孔を有する金属板であり、該第１中材の板厚は、該第２中材の板厚より大であることを特徴とするシリンダヘッドガスケットを提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、両側の主材間に板厚が大の中材（シム板）を介在させたため、シリンダヘッドのリフトを抑制できる。また、シリンダ孔周縁部分におけるビードを付与した中材の積層枚数が３枚以上となるため、フランジの隙間に対する単板当たりの追従量が少なくて済み、ガスケットの追従性が向上する。また、第１中材と第２中材とは分離した別個の部材であるため、第１中材の厚みを第２中材の厚みより０．０７ｍｍ以上と大きく採れると共に、設計の自由度が高まる。このため、シリンダ孔周縁部分の単位面積当たりの締め付け力を増大させることができ、シール性が向上する。また、第１中材と第２中材とは必要部分のみに使用するため、使用材料を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態におけるシリンダヘッドガスケットのブロック側の主材の平面図である。
【図２】本例のシリンダヘッドガスケットの第１中材の平面図である。
【図３】本例のシリンダヘッドガスケットの第２中材の平面図である。
【図４】本例のシリンダヘッドガスケットのシリンダヘッド側の主材の平面図である。
【図５】本例のシリンダヘッドガスケットのブロック側の主材に２つの中材を組み込んだ平面図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるシリンダヘッドガスケットの平面図である。
【図７】図５のＡ−Ａ線に沿って見た図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ線に沿って見た図である。
【図９】図６のＣ−Ｃ線に沿って見た図である。
【図１０】図６のＤ−Ｄ線に沿って見た図である。
【図１１】図６のＥ−Ｅ線に沿って見た図である。
【図１２】図６のＦ−Ｆ線に沿って見た図である。
【図１３】図６のＧ−Ｇ線に沿って見た図である。
【図１４】図５のＸ部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態におけるシリンダヘッドガスケット（以下、単に、「ガスケット」とも言う。）を図１〜図１４を参照して説明する。図１、２及び４〜６において、実線の囲みは、ビードである。
【００１３】
本発明の実施の形態におけるガスケット１０は、シリンダブロックとシリンダヘッドの接合面のシール部材として使用されるものであり、シリンダブロック側の主材１と、シリンダヘッド側の主材４と、主材１、４間に挟まれる中材とからなる。中材は、第１中材２と、第１中材２からは分離した別部材の第２中材３とからなる。なお、「分離」とは、互いの接触や重複する箇所がなく離間した状態を言う。シリンダブロック側の主材１及びシリンダヘッド側の主材４は、本例ではそれぞれ１枚であるが、これに限定されず、それぞれ２枚以上が積層されたものであってもよい。
【００１４】
シリンダブロック側の主材１を図１に示す。主材１の輪郭形状は、シリンダブロックとシリンダヘッドの接合面形状に概ね対応したものである。また、主材１は、シリンダ孔１２と、シリンダ孔１２周りの比較的小さな孔径を有する多数の冷却水孔１３と、冷却水孔１３より外側に配置された比較的大きな孔径を有するオイル孔１６と、シリンダ孔の周りに９０度間隔で形成されたボルト孔１５と、第１中材２の係止片２３が掛り止めするボルト孔１５の内側に位置する係止孔１７と、主材１、４と第２中材３を固定するビス孔１８を有する。なお、ビス孔１８は、シリンダブロックとシリンダヘッドの接合面形状の外側に位置する。
【００１５】
また、主材１は、シリンダ孔１２周縁部分にシリンダ孔１２を囲むビード１２１が形成され、オイル孔１６周縁部分にオイル孔１６を囲むビード１６１が形成され、冷却水孔１３とボルト孔１５間には、４つのシリンダ孔１２を外側から囲むビード１８１が形成されている。なお、ボルト孔１５周りは、ビード１８１とオイル孔１６を囲むビード１６１が位置しているか、あるいはボルト孔１５を囲むビート１５１が形成されている。主材１におけるビードの高さは、例えば０．０５〜０．３ｍｍ程度である。主材１におけるビードの形状としては、山型断面形状であるフルビード又は例えば図１１の符号１６１あるいは図１２の符号１５１で示すような段差形状であるハーフビードのいずれであってもよいが、本例では、シリンダ孔１２を囲むビード１２１はフルビードであり、オイル孔を囲むビード１８１はハーフビードである。
【００１６】
シリンダヘッド側の主材４を図４に示す。主材４において、主材１と異なる点は、主材４には、第１中材２の係止片２３が掛り止めする係止孔１７が形成されていない点及びビードがシリンダ孔１２周縁部分を除き、厚さ方向に対称となるように形成される点にある。第１中材２の係止片２３が掛り止めする係止孔１７は、主材１か主材４のどちらか一方に形成されていればよく、本例では主材４には係止孔が不要となる。また、ビードをシリンダ孔周縁部分２１を除き、厚さ方向に対称となるように形成することで、シリンダのリフトに対して、ガスケットの追従性がよくなる。また、シリンダ孔周縁部分２１は、第１中材２が介在するため、ビードは厚さ方向に同じであっても本発明の効果を奏する。
【００１７】
主材１、４としては、鋼板の片側又は両側にゴム材を形成した複合部材が挙げられる。鋼板としては、ステンレス鋼板、ＳＰＣＣ鋼板、アルミニウム鋼板等が挙げられる。鋼板及びゴム材並びに鋼板へのゴム材の形成方法は公知のものが使用できる。
【００１８】
第１中材２は、シリンダ孔１２を所定の幅で囲繞するシリンダ孔周縁部分２１を有し、シリンダ孔周縁部分２１にシリンダ孔１２を囲むビード２２が形成されたシリンダ孔１２間で連結した一体形状の金属板である。すなわち、４つのシリンダ孔周縁部分２１は、連結部２５によりそれぞれ連結されて一体化している。第１中材２の板厚は０．１５ｍｍ〜０．３０ｍｍ、好適には０．２０ｍｍ〜０．２５ｍｍ、更に好適には、０．２ｍｍである。このように、第１中材２の厚みはガスケット追従性を考慮して調整する必要があるが、第２中材３とは分離部材としたことで、第２中材３との段差を大きくすることができ、シリンダ孔周縁部分の単位面積当たりの締め付け力を増大させることができる。第１中材２である金属板としては、ＪＩＳ  Ｇ  ４３１３に規定されているＳＵＳ３０１Ｈが使用できる。第１中材２におけるビードの高さは、例えば０．０５〜０．３０ｍｍ程度である。第１中材２におけるビードは、フルビード又はハーフビードであり、本例ではフルビードである。第１中材２は、４つのシリンダ孔周縁部分２１が連結部２５によりそれぞれ連結された一体化ものに限定されず、連結部２５が省略され、４つのシリンダ孔周縁部分２１がシリンダ孔１２の各々に分離して配置されるものであってもよい。
【００１９】
第１中材２は、シリンダ孔周縁部分２１の外周部より外側へ突出する係止片２３が形成されている。これにより、主材１の係止孔１７に掛り止めすることができる。すなわち、図１４に示すように、係止片２３を係止孔１７に入れ込み、反対側へ折り曲げて掛り止めする。なお、第１中材２は、主材４に掛り止めさせてもよい。この場合、主材４に、係止孔１７を形成しておくことになる。
【００２０】
第２中材３は、第１中材２の外側に配置されるオイル孔１６、ボルト孔１５及び主材１、４と共に固定されるビス孔１８を有する金属板である。第２中材３の中央には、第１中材２が第２中材３とは分離して収容できる大きな貫通孔３２を有している。すなわち、貫通孔３２に、シリンダ孔１２と冷却水孔１３が位置することになる。
【００２１】
第２中材３の板厚は、第１中材２の厚みに対して少なくとも０．０７ｍｍ以上、好適には０．０８ｍｍ以上、更に好適には０．０９ｍｍ〜０．１２ｍｍ厚みが小さい。このように、第２中材３の厚みを薄くすることで、第１中材２との段差を大きくすることができ、シリンダ孔周縁部分の単位面積当たりの締め付け力を増大させる。第２中材３である金属板としては、ＪＩＳ  Ｇ  ４３１３に規定されているＳＵＳ３０４やＳＰＣＣ鋼板が使用できる。第２中材３にはビードが形成されていてもいなくてもよいが、本例ではビードが形成されていない平板である。第２中材３にはビードが形成されていなくとも、主材１、４のオイル孔１６周縁部にビードが形成されているため、オイル孔１６周縁部の締め付け力を高めることができる。
【００２２】
図５に、主材１、第１中材２及び第２中材３の３つの部材の配置関係を示す。すなわち、第１中材２は、係止片２３が主材１の係止孔１７に掛り止めされている。また、第２中材３は、図６に示すように、主材４にビス止めされる。そして、第２中材３の貫通孔３２部分に、シリンダ孔１２及び冷却水孔１３が位置している。このように、第１中材２と第２中材３は、連続することなく分離しており、必要部分のみに使用するため、使用材料を低減できる。図５の２層構造のものに、シリンダヘッド側の主材４を組み込み、図６に示す２つの主材１、４、第１中材２及び第２中材３からなる３層構造の本発明のガスケットが得られる。
【００２３】
ガスケット１０において、図８に示すように、シリンダ孔１２を所定の幅で囲繞するシリンダ孔周縁部分はビードが形成された３つの板材、すなわち、主材１、４と第１中材２の３層構造である。実験によれば、ビード板の積層枚数が増えることで、フランジのリフトに対するガスケットの追従性が向上することが判っている。すなわち、ガスケット１０は、フランジの隙間に対する単板当たりの追従量が少なくて済むため、ガスケットの追従性が向上する。
【００２４】
また、ガスケット１０は、シリンダ孔周縁部分における第１中材２（シム）の厚みが大である。実験によれば、フルビードが形成された２つの主材にシム板を介在させたガスケットの場合、シム板の板厚を厚くすればするほど、ヘッドリフトを抑制できることが判っている。すなわち、ガスケット１０は、フランジのリフトをガスケット側から抑制できる。また、第１中材２と第２中材３とは分離して別個の部材であるため、第１中材の厚みを第２中材の厚みより大きく採れる。このため、シリンダ孔周縁部分の単位面積当たりの締め付け力を増大させることができ、シール性が向上する。また、第１中材２と第２中材３とは必要部分のみに使用するため、使用材料を低減できる。
【００２５】
オイル孔周縁部分は、図１１に示すように、フルビードが形成された３つの板材、すなわち、主材１、４と第２中材３の３層構造である。オイル孔１６を流れる油圧は、シリンダ圧より小さいため、オイル孔のシールとしては十分である。
【００２６】
本発明のシリンダヘッドガスケットは、上記実施の形態例に限定されず、例えば、第１中材２が、シリンダ孔周縁部分２１にシリンダ孔１２を囲むビード２２が形成された金属板を複数枚重ね合わせたものとしてもよい。この場合、該金属板が１枚の場合と同様に、該複数枚の板厚の合計の厚みは、該第２中材の厚みより０．０７ｍｍ以上大きくすることが好ましい。第１中材２が複数枚の重ね合わせたものである場合、第２中材との厚み差を容易に大きくとることができる。また、シリンダ孔周縁部分におけるビードを付与した中材の積層枚数が４枚以上となるため、フランジの隙間に対する単板当たりの追従量が少なくて済み、ガスケットの追従性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
近年のエンジンの低燃費化と出力増大化に伴うシリンダ内爆発時におけるシリンダヘッドの大きなリフトに対して、シリンダヘッドガスケット側から抑制でき、また優れた追従性を発揮できる。このため、エンジンの低燃費化と出力増大化に貢献できると共に、省資源化が図れる。
【符号の説明】
【００２８】
１      シリンダブロック側の主材
２      第１中材
３      第２中材
４      シリンダヘッド側の主材
５      ビス
１０      ガスケット
１２      シリンダ孔  
１３      冷却水孔
１５      ボルト孔
１６      オイル孔
１７      係止孔
１８      ビス孔
２１      シリンダ孔周縁部分
２２、４２、１２１    シリンダ孔周りのフルビード
２３      係止片
４６、１６１          オイル孔周りのハーフビード
４８、１８１          ハーフビード
【図１】
0005801080.tif 000002
【図２】
0005801080.tif 000003
【図３】
0005801080.tif 000004
【図４】
0005801080.tif 000005
【図５】
0005801080.tif 000006
【図６】
0005801080.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005801080.tif 000009
【図９】
0005801080.tif 000010
【図１０】
0005801080.tif 000011
【図１１】
0005801080.tif 000012
【図１２】
0005801080.tif 000013
【図１３】
0005801080.tif 000014
【図１４】
0005801080.tif 000015